Klimawandel. Auswirkungen auf den Verkehr. Dr. Paul Becker Vizepräsident des Deutschen Wetterdienstes

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1 Klimawandel Auswirkungen auf den Verkehr Dr. Paul Becker Vizepräsident des Deutschen Wetterdienstes

2 Welche Wetterextreme beeinflussen welche Verkehrsstrukturen? Schiene Starkregen Sturm Hitze Kälte Straßen Wasserstraßen Flugverkehr Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/2016 2

3 Vulnerabilität von Verkehrsinfrastrukturen Starkregen Sturm Hitze Kälte Schiene Straßen Wasserstraßen Flugverkehr Zerstörung bzw. Beeinträchtigung von Infrastrukturen Zerstörung bzw. Beeinträchtigung von Infrastrukturen durch Überschwemmungen durch Überschwemmungen Unterspülungen Unterspülungen Hangrutschungen Hangrutschungen Quelle: dpa ICE Strecke Hannover-Berlin Brücke unterspült ca. 800 Mio. Verlust Streckensperrung Juni - November 2013 Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/2016 3

4 Vulnerabilität von Verkehrsinfrastrukturen Schiene Starkregen Sturm Hitze Kälte Straßen Wasserstraßen Flugverkehr Beschädigung/Umstürzen von: Bäumen Strom- / Funkmasten Küste Sturmfluten Quelle: dpa Tief Ela, Pfingsten 2014, NRW - Lokal starke Sturm- / Hagelschäden >> Gesamtschaden 880 Mio. Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/2016 4

5 Vulnerabilität von Verkehrsinfrastrukturen Schiene Starkregen Sturm Hitze Kälte Straßen Wasserstraßen Flugverkehr Quelle: dpa Physikalische Beanspruchungen von Asphalt / Schiene Transportausfälle durch Niedrigwasser Ausfall Klimaanlagen in Rechenzentren Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/2016 5

6 Vulnerabilität von Verkehrsinfrastrukturen Starkregen Sturm Hitze Kälte Schiene Straßen Wasserstraßen Flugverkehr Quelle: dpa Physikalische Beanspruchungen von Asphalt / Schiene Transportausfälle durch Eisgang Ausfall von Stromnetzen durch Eislast Transportausfall durch Schnee und Eis auf den Verkehrsträgern Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/2016 6

7 Beobachtungen und Klimaprojektionen geben Hinweise über räumliche und zeitliche Veränderungen bei den relevanten Wetterextremen Schiene Straßen Wasserstraßen Flugverkehr Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/2016 7

8 Wetterlagen verändern sich im Klimawandel Wetterlagen bestimmen den Witterungsverlauf Bei bestimmten Wetterlagen erhöht sich das Risiko von meteorologischen Extremereignissen Die zukünftige Veränderung der Wetterlagen kann abgeschätzt werden Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/2016 8

9 Wetterlagen Klimaprojektionen Änderungssignale Wetterlagen Modellensemble SRES A1B Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/2016 9

10 Klimaprojektionen werden als Ensemble ausgewertet Wert, z.b. Temperatur [ C] Datenmenge, z.b. Monatsmittel März 1993 bis 2011 (19 Jahre) Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

11 Was sind Perzentile? Wert, z.b. Temperatur [ C] 4,63 C 3,32 C 1,78 C 85 % der Datenmengenwerte unterschreiten diesen Wert 50 % der Datenmengenwerte unterschreiten diesen Wert 15 % der Datenmengenwerte unterschreiten diesen Wert Perzentil 50. Perzentil 85. Perzentil 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % Ein Perzentil teilt die Datenmenge in Anteile. Beim 50. Perzentil sind 50% der Zur Werte Ermittlung kleiner und von 50% Perzentilen sind größer. werden Beim die 85. Werte Perzentil der Größe sind nur nach 15% sortiert. der Werte größer. Mit Perzentilen können Extremwertschwellen definiert werden. Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

12 Starkregen Beobachtungen Projektionen Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

13 Starkregen Temperatur Beobachtungen: Projektionen: SRES A1B-ECHAM5-CLM Überschreitung in % Niederschlagextreme Kein eindeutiger Trend, große regionale Unterschiede Sturm SOMMER BEOBACHTUNGEN Überschreitungshäufigkeiten des 99. Perzentil für die Sommer- und Wintermonate für 7 Naturräume (Farben entsprechen der Kartendarstellung) Überschreitung in % WINTER Zunahme extremer Niederschläge für ganz Deutschland, Ausnahme Alpenrand Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

14 Starkregen Temperatur Beobachtungen: Projektionen: SRES A1B-ECHAM5-CLM Überschreitung in % Niederschlagextreme SOMMER Sturm SOMMER BEOBACHTUNGEN PROJEKTIONEN WINTER Überschreitungshäufigkeiten des 99. Perzentil für die Sommer- und Wintermonate für 7 Naturräume (Farben entsprechen der Kartendarstellung) Überschreitung in % WINTER Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

15 Starkregen Temperatur Sturm Beobachtungen: Projektionen: SRES A1B-ECHAM5-CLM Niederschlagextreme Zunahme besonders Ende des Jahrhunderts, keine großen regionale Unterschiede Überschreitung in % SOMMER PROJEKTIONEN Überschreitungshäufigkeiten des 99. Perzentil für die Sommer- und Wintermonate für 7 Naturräume (Farben entsprechen der Kartendarstellung) Zunahme extremer Niederschläge für ganz Deutschland um etwa das 1,5-fache bis 2100, Küstenstreifen: 2-fache Überschreitung in % WINTER Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

16 Temperatur Projektionen Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

17 Projektionen: SRES A1B-ECHAM5-CLM Temperaturextreme Starkregen Temperatur Insbesondere nach 2050 Zunahme um das 5- bis 10-fache der Häufigkeiten Überschreitung in % SOMMER Sturm PROJEKTIONEN Überschreitungshäufigkeiten des 99. Perzentil für die Sommer- und Wintermonate für 7 Naturräume (Farben entsprechen der Kartendarstellung) Kontinuierliche Zunahme um das bis zu 20-fache der Häufigkeiten Überschreitung in % WINTER Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

18 Sturm Projektionen Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

19 Projektionen: SRES A1B-ECHAM5-CLM Windextreme Starkregen Temperatur Deutschlandweit Zunahme um 1,5- bis 2-fache, Ausnahme Alpenraum Überschreitung in % SOMMER Sturm PROJEKTIONEN Überschreitungshäufigkeiten des 99. Perzentil für die Sommer- und Wintermonate für 7 Naturräume (Farben entsprechen der Kartendarstellung) Deutschlandweit Zunahme um das 2- bis 2,5-fache, regional unterschiedlich Überschreitung in % WINTER Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

20 Betroffenheit Straßenverkehr durch Klimawandel Bundesanstalt für Straßenwesen Auswirkungen sich ändernder extremer Niederschläge auf die Entwässerungsinfrastruktur von Straßen Verkehrssicherheit Erhalt und Planung von Straßenverkehrsinfrastrukturen Auswirkungen von Hitze und Kälte und anderen Extremereignissen auf Asphalt- und Betonfahrbahnen Verwundbarkeit von Brücken- und Tunnelbauwerken gegenüber Hitze, Kälte, Wind und Starkregen Standsicherheit von Böschungen bei Starkregen Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

21 Betroffenheit Straßenverkehr durch Klimawandel Beispiel Spurrinnen in Asphaltstraßen (Spurrinnenbildung, permanente Verformung, Substanzschäden) Erhalt und Planung von Straßenverkehrsinfrastrukturen Indikatoren: Thermische Kenntage (n Tage über 25 C, n Tage über 30 C), Maximale Belagstemperatur der Straßenoberflächen: lässt sich aus Messung der Lufttemperatur und regionalen Klimasimulationen berechnen Änderungssignal des Indikators aus Klimasimulation ableitbar (hier: A1B-ECHAM5-REMO) Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

22 Projizierte maximale Belagstemperaturen (gleitende 10-Jahresmittelwerte) Indikatoren: Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

23 Betroffenheit Wasserstraßen durch Klimawandel Quantifizierung klimabedingter Änderungen von Abfluss, Wasserständen und Sedimenttransport Wasserstraßen Binnen und Küste Entwicklung von Anpassungsoptionen Veränderungen von Strömung, Seegang, Wellenhöhe, Salz- und Schwebstoffkonzentration in Nord- und Ostsee Entwicklung ökologisch und ökonomisch sinnvoller Anpassungsoptionen für die Gewässerstraßen an den Klimawandel Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

24 Auswirkungen des Klimawandels: Transportkosten für die Binnenschifffahrt Für ein optimistisches und ein pessimistisches Niedrigwasserszenario = optimistisches Szenario = pessimistisches Szenario Kostenreduktion ~15 Mio. EUR/a ~ 2% Kostenerhöhung ~25 Mio. EUR/a ~ 4% Kostenerhöhung ~30 Mio. EUR/a ~ 5% Kostenerhöhung ~60 Mio. EUR/a ~ 9% Quelle: Nilson et al. (2014): KLIWAS-Bericht 43/2014 Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

25 Anpassungsoptionen Schiffstechnik und -betrieb Quelle: Nilson et al. (2013): KLIWAS Statuskonferenz Mehrschraubenanlage Betriebsform Höherfester Stahl Reduktion des Maximaltiefgangs Dynamische Tunnelschürze Dieselelektrischer Antrieb Reduktion des Flottwassers Kleine Schiffe im Koppelverband 25

26 Was ist zu tun? Anpassung technische Infrastruktur Anpassung Planungsverfahren Zukünftig auch mögliche Auswirkungen des Klimawandel in Planungsverfahren mit aufnehmen (Verkehrswegeplanung, Trassenführungen, Flughäfen) Anpassung von Normungsverfahren VDI-, DIN-, Schnee-, Windlastnormen Bewusstsein für die Notwendigkeit zum Handeln auch bei bestehenden Unsicherheiten entwickeln Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

27 Zusammenfassung Verkehrsinfrastrukturen sind stark vulnerabel gegenüber Wetterextremen Häufigkeiten von extremen Wetterereignissen ändern sich jetzt schon, werden z. T. zukünftig deutlich zunehmen Klimaanpassung der Verkehrsinfrastrukturen heißt Anpassung bestehender Normungs- und Planungsverfahren und technischer Infrastrukturen Expertennetzwerk, Dr. Paul Becker 04/

28 Vielen Dank! Dr. Paul Becker Vizepräsident des Deutschen Wetterdienstes